以斑马鱼为模式解析dnajb6b基因在扩张型心肌病中的功能和机制
批准号:
82070394
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
丁永和
依托单位:
学科分类:
心肌炎和心肌病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
丁永和
中文摘要
扩张型心肌病是临床上最为常见的一种心肌病,可致心力衰竭和心源性猝死,是导致患者需要心脏移植的最主要病因。原发性扩张型心肌病具有很强的家族史和遗传易感性。本课题前期通过大量遗传筛选在斑马鱼模式中发现dnajb6b基因是一个新型的扩张型心肌病致病基因。在此基础之上,本项目拟进一步以斑马鱼为模式深入解析该基因在扩张型心肌病中的功能和分子作用机制。首先,本项目拟明确dnajb6b基因的心肌组织特异性表达在扩张型心肌病发生过程中的原发性功能;其次,本项目拟阐明dnajb6b 基因分别通过作用于肌质网钙泵(Serca2)和葡萄糖调节蛋白78(Grp78)来共同调控钙离子转运平衡和肌质网应激反应的分子机制;最后,本项目拟对从扩张型心肌病患者中鉴定到的人DNAJB6同源基因突变位点进行活体功能和机制验证,并测试靶向小分子药物在改善扩张型心肌病表型上的功效,从而有望为该病的防治提供新的基因和药物靶点。
英文摘要
Dilated cardiomyopathy (DCM) is the most common form of cardiomyopathy that can lead to heart failure and sudden cardiac death. It is also the most common diagnosis in patients who undergo cardiac transplantation. There is a strong genetic susceptibility for the primary DCM. Building on our preliminary data that identified dnajb6b as a new disease causative gene for DCM via zebrafish genetics, here, we propose to further decipher its function and underlying mechanisms. We will determine the primary function of dnajb6b in DCM in a cardiac tissue specific manner; We will further elucidate the critical roles of dnajb6b in regulating cardiac contraction and sarcoplasmic stress (SR stress) mediated by the sarcoplasmic/endoplasmic reticulum calcium ATPase 2 (Serca2) and glucose regulated protein 78 (Grp78); Lastly, we propose to perform function validation analysis on DNAJB6 variants identified from patients with DCM, and to test the therapeutic efficacy of small molecules that specifically target to the Serca2 and SR stress pathways. Successful completion of this proposal is expected to identify novel gene and druggable targets for DCM.
扩张型心肌病(DCM)是临床上最为常见的一种非缺血性心肌病,主要表现为心室扩大和心脏收缩功能障碍。严重DCM可导致心力衰竭和心源性猝死,是临床上患者需要接受心脏移植的最主要病因。据估算,DCM在普通人群中的发病率为0.04-0.4%不等,可影响我国超过100 万的人口,每年直接或间接因该病产生的社会经济负担沉重。..原发性DCM具有很强的家族史和遗传易感性。发现原发性DCM的致病基因,并阐明其致病机制,可以为该病的早期预防、诊断并开发新型治疗策略提供理论依据。..DNAJB6基因编码一种分子伴侣蛋白,该蛋白与神经退行性疾病和1D型肢带型肌营养不良症(LGMD1D)的发病密切相关。然而,尽管DNAJB6基因在心脏组织中表达丰富,但其在心脏疾病中的功能和作用机制研究尚且不足。..本项目通过在斑马鱼动物模式中进行大量遗传筛选发现其同源基因dnajb6b是一个新型DCM致病基因,并在此基础之上进一步以斑马鱼为模式深入解析该基因在DCM中的功能和致病机制。首先,我们通过应用基因功能缺失突变和基因功能获得性转基因的遗传学方法,从正反两面明确论证了是心肌细胞特异性激活dnajb6b基因的功能获得突变,而不是dnajb6b基因的全身性功能缺失突变导致DCM和心衰。其次,分子机制研究结果表明,Dnajb6蛋白与肌浆网(SR)应激反应分子标记蛋白GRP78蛋白互作,共同协助参与肌浆网应激反应。并且,心肌细胞中特异性激活dnajb6b基因的功能获得突变体中肌浆网应激反应显著升高、泛素化蛋白聚集物累积以及自噬异常激活。再次,通过使用肌浆网应激反应特异性的抑制剂药物4-苯基丁酸(4-PBA)处理,可以部分挽救由心肌细胞特异性激活dnajb6b基因的功能获得性突变所导致的DCM和心衰表型,并显著延长其寿命。最后,在晚期DCM和心衰患者的心脏组织中检测到DNAJB6蛋白的表达水平显著升高,从而提升了本研究的临床相关性。..综上所述,本研究表明,心肌细胞特异性激活dnajb6b基因的功能获得突变很可能通过介导肌浆网应激反应导致DCM和心衰。这些发现为进一步开发以肌浆网应激反应的抑制药物来针对DCM和心衰的治疗策略提供强力支持。
STUB1基因对BAG3遗传性扩心病的调节作用机制及靶向药物干预研究
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批准号:82371863
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项目类别:面上项目
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资助金额:49万元
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批准年份:2023
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负责人:丁永和
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依托单位:
国内基金
海外基金